Původ pluricelulárních organismů, charakteristika, funkce a příklady



A mnohobuněčného organismu Je to živá bytost tvořená mnoha buňkami. Často je také používán mnohobuněčný termín. Organické bytosti, které nás obklopují a které můžeme pozorovat pouhým okem, jsou mnohobuněčné.

Nejvýznamnějším rysem této skupiny organismů je úroveň strukturální organizace, kterou mají. Buňky mají tendenci se specializovat na plnění velmi specifických funkcí a jsou seskupeny do tkání. Jak se zvyšuje složitost, tkáně tvoří orgány a tyto formy systémů.

Koncept je v protikladu k jednobuněčným organismům, které se skládají z jediné buňky. K této skupině patří mimo jiné bakterie, archaea, protozoa. V této široké skupině musí organismy zkombinovat všechny základní funkce života (výživa, reprodukce, metabolismus atd.) Do jedné buňky.

Index

  • 1 Původ a vývoj
    • 1.1 Prekurzory mnohobuněčných organismů
    • 1.2 Volvocaceanos
    • 1.3 Dictyostelium
  • 2 Výhody mnohobuněčného
    • 2.1 Optimální plocha povrchu
    • 2.2 Specializace
    • 2.3 Kolonizace výklenků
    • 2.4 Rozmanitost
  • 3 Charakteristika
    • 3.1 Organizace
    • 3.2 Buněčná diferenciace
    • 3.3 Tkáňová tvorba
    • 3.4 Látky ve zvířatech
    • 3.5 Tkaniny v rostlinách
    • 3.6 Tvorba orgánů
    • 3.7 Tvorba systémů
    • 3.8 Tvorba organismu
  • 4 Vitální funkce
  • 5 Příklady
  • 6 Odkazy

Vznik a vývoj

Multicellularita se vyvinula v několika liniích eukaryot, což vedlo ke vzniku rostlin, hub a zvířat. Podle důkazů se mnohdy v evoluci objevily mnohobuněčné cyanobakterie a následně se objevily i jiné mnohobuněčné formy, nezávisle v různých evolučních řadách..

Jak je zřejmé, průchod z jedné buňky do mnohobuněčné entity nastal brzy v evoluci a opakovaně. Z těchto důvodů je logické předpokládat, že multicellularita představuje silné selektivní výhody pro organické bytosti. Výhody mnohobuněčného budou podrobně diskutovány později..

K získání tohoto jevu muselo dojít k několika teoretickým předpokladům: adheze mezi sousedními buňkami, komunikace, spolupráce a specializace mezi nimi.

Prekurzory mnohobuněčných organismů

Odhaduje se, že mnohobuněčné organismy se vyvinuly z jejich jednobuněčných předků asi před 1,7 miliardami let. V této ancestral události, některé jednobuněčné eukaryotic organismy tvořily druh multicelulárních agregátů, který vypadá, že je evoluční přechod od organismů buňky k mnohobuněčným..

V současné době pozorujeme živé organismy, které vykazují tento vzor seskupení. Například zelené řasy rodu Volvox spojují se se svými vrstevníky, aby vytvořili kolonii. To je si myslel, že v minulosti tam měl byli prekurzor podobný Volvox vznikly současné elektrárny.

Zvýšení specializace každé buňky by mohlo vést kolonii k pravému mnohobuněčnému organismu. Pro vysvětlení původu jednobuněčných organismů však lze použít i jinou vizi. K vysvětlení obou způsobů použijeme dva příklady ze současných druhů.

Volvocaceanos

Tato skupina organismů je tvořena buněčnými konfiguracemi. Například organismus žánru Gonium sestává z ploché "desky" asi 4 až 16 buněk, z nichž každá má svůj bičík. Pohlaví Pandorina, Pro jeho část, to je koule 16 buněk. Nacházíme tedy několik příkladů, kde se počet buněk zvyšuje.

Existují žánry, které vykazují zajímavý model diferenciace: každá buňka v kolonii má „roli“, stejně jako v organismu. Konkrétně jsou somatické buňky rozděleny od sexuálních.

Dictyostelium

Další příklad pluralitních uspořádání v jednobuněčných organismech se nachází v rodu Dictyostelium. Životní cyklus tohoto organismu zahrnuje sexuální a asexuální fázi.

Během asexuálního cyklu se solitární améba vyvíjí do rozkládajících se kmenů, živí se bakteriemi a reprodukuje binárním štěpením. V dobách nedostatku potravin se značný počet těchto améb spojuje v slizkém těle schopném pohybu v tmavém a vlhkém prostředí.

Oba příklady živých druhů by mohly být možnou indikací toho, jak pluricellularita začala v odlehlých časech.

Výhody toho, že jsou mnohobuněčné

Buňky jsou základní jednotkou života, a větší organismy obvykle se objeví jako agregáty těchto jednotek a ne jako jediná buňka, která zvětší jejich velikost..

Je pravda, že příroda experimentovala s relativně velkými jednobuněčnými formami, jako jsou jednobuněčné řasy, ale tyto případy jsou vzácné a velmi specifické.

Organismy jediné buňky byly úspěšné v evoluční historii živých bytostí. Představují více než polovinu celkové hmotnosti živých organismů a úspěšně kolonizovali nejextrémnější prostředí. Jaké výhody však poskytuje mnohobuněčné tělo??

Optimální povrch

Proč je velký organismus tvořen malými buňkami lepšími než velká buňka? Odpověď na tuto otázku souvisí s plochou povrchu.

Povrch buňky musí být schopen zprostředkovat výměnu molekul z vnitřního prostoru buňky do vnějšího prostředí. Pokud je buněčná hmota rozdělena na malé jednotky, zvětšuje se povrchová plocha pro metabolickou aktivitu.

Není možné udržet optimální poměr povrchu a hmoty jednoduše zvýšením velikosti jedné buňky. Z tohoto důvodu je multicellularita adaptivní funkcí, která umožňuje zvýšení velikosti organismů.

Specializace

Z biochemického hlediska je mnoho jednobuněčných organismů univerzální a jsou schopny syntetizovat prakticky jakoukoli molekulu založenou na velmi jednoduchých živinách.

Naproti tomu buňky mnohobuněčného organismu se specializují na řadu funkcí a tyto organismy vykazují vyšší stupeň složitosti. Tato specializace umožňuje efektivnější funkci ve srovnání s buňkou, která musí plnit všechny základní životní funkce.

Kromě toho, pokud je ovlivněna "část" organismu - nebo zemře - nevede k smrti celého jedince.

Kolonizace výklenků

Mnohobuněčné organismy jsou lépe přizpůsobeny životu v určitých prostředích, které by byly zcela nepřístupné pro jednotlivé buňky.

Mezi neobyčejné úpravy patří ty, které umožnily kolonizaci země. Zatímco jednobuněčné organismy žijí převážně ve vodném prostředí, mnohobuněčným formám se podařilo kolonizovat zemi, vzduch a oceány..

Rozmanitost

Jedním z důsledků vzniku více než jedné buňky je možnost prezentace v různých "formách" nebo morfologiích. Z tohoto důvodu vede mnohobuněčnost k větší rozmanitosti organických bytostí.

V této skupině živých bytostí najdeme miliony forem, specializovaných systémů orgánů a vzorců chování. Tato rozsáhlá rozmanitost zvyšuje typy prostředí, které jsou organismy schopny využívat.

Vezměte případ členovců. Tato skupina představuje ohromnou rozmanitost forem, kterým se podařilo kolonizovat prakticky všechna prostředí.

Vlastnosti

Organizace

Mnohobuněčné organismy jsou charakterizovány především prezentací hierarchické organizace svých strukturních prvků. Navíc představují embryonální vývoj, životní cykly a komplexní fyziologické procesy.

Tímto způsobem živá hmota představuje různé úrovně organizace, kde při vzestupu z jedné úrovně do druhé najdeme něco kvalitativně odlišného a mají vlastnosti, které neexistovaly na předchozí úrovni. Vyšší úrovně organizace obsahují všechny nižší. Každá úroveň je tedy součástí vyššího řádu.

Buněčná diferenciace

Typy buněk, které tvoří vícebuněčné bytosti, se od sebe liší, protože syntetizují a akumulují různé typy molekul RNA a proteinů..

Dělají to bez změny genetického materiálu, tj. Sekvence DNA. Nicméně různé dvě buňky jsou ve stejném jedince, mají stejnou DNA.

Tento fenomén byl prokázán řadou klasických experimentů, kdy se jádro plně vyvinuté žabí buňky vstřikuje do vajíčka, jehož jádro bylo odstraněno. Nové jádro je schopno řídit vývojový proces a výsledkem je normální pulec.

Podobné experimenty byly provedeny na rostlinných organismech a savcích, přičemž byly získány stejné závěry.

U lidí jsme například našli více než 200 typů buněk s jedinečnými vlastnostmi, pokud jde o jejich strukturu, funkci a metabolismus. Všechny tyto buňky jsou po oplodnění odvozeny z jediné buňky.

Tkáňová tvorba

Mnohobuněčné organismy jsou tvořeny buňkami, ale tyto nejsou náhodně seskupeny, aby vznikly homogenní hmoty. Naopak, buňky mají tendenci se specializovat, to znamená, že plní specifickou funkci v organismech.

Buňky, které jsou si navzájem podobné, jsou seskupeny do vyšší úrovně složitosti nazývané tkáně. Buňky jsou drženy pohromadě speciálními proteiny a buněčnými spoji, které vytvářejí spojení mezi cytoplazmy sousedních buněk.

Tkaniny ve zvířatech

U složitějších zvířat najdeme řadu tkání, které jsou klasifikovány podle funkce, kterou plní, a buněčné morfologie jejich složek: svalové, epiteliální, pojivové nebo pojivové tkáně a nervové.

Svalová tkáň je tvořena kontraktilními buňkami, které dokážou přeměnit chemickou energii na mechaniku a jsou spojeny s funkcemi mobility. Jsou klasifikovány jako kosterní, hladký a srdeční sval.

Epiteliální tkáň je zodpovědná za ostění orgánů a dutin. Jsou také součástí parenchymu mnoha orgánů.

Pojivová tkáň je nejvíce heterogenní typ a její hlavní funkcí je soudržnost různých tkání, které tvoří orgány.

Nakonec je nervová tkáň zodpovědná za ocenění vnitřních nebo vnějších podnětů, které organismus přijímá a překládá do nervového impulsu..

Metazoany mají tendenci organizovat své tkáně podobným způsobem. Mořské houby nebo poriferous - které jsou považovány za nejjednodušší mnohobuněčná zvířata - mají však velmi zvláštní schéma.

Tělo houby je soubor buněk uložených v extracelulární matrici. Podpora pochází z řady drobných hrotů (podobně jako jehly) a bílkovin.

Tkaniny v rostlinách

V rostlinách jsou buňky seskupeny do tkání, které splňují specifickou funkci. Mají zvláštnost, že existuje pouze jeden typ tkáně, ve které se buňky mohou aktivně dělit, a to je meristematická tkáň. Zbytek tkání se nazývá dospělí a ztratil schopnost dělit se.

Jsou klasifikovány jako ochranné tkáně, které, jak již název napovídá, jsou odpovědné za ochranu těla před vysycháním a před jakýmkoliv mechanickým opotřebením. To je klasifikováno jako epidermální a suberózní tkáň.

Základní tkáně nebo parenchyma tvoří většinu těla rostlinného organismu a vyplňují vnitřek tkání. V této skupině nalezneme asimilační parenchym, bohatý na chloroplasty; do rezervního parenchymu typického pro ovoce, kořeny a stonky a vedení solí, vody a propracované mízy.

Tvorba orgánů

Na vyšší úrovni složitosti najdeme orgány. Jeden nebo více typů tkání je asociovaných za vzniku orgánu. Například srdce a játra zvířat; a listy a stonky rostlin.

Tvorba systémů

V další úrovni máme seskupení orgánů. Tyto struktury jsou seskupeny do systémů, aby koordinovaly specifické funkce a fungovaly koordinovaně. K nejznámějším orgánovým systémům patří trávicí systém, nervový systém a oběhový systém.

Tvorba organismu

Seskupením orgánových systémů získáme diskrétní a nezávislé tělo. Soubory orgánů jsou schopny plnit všechny vitální, růstové a vývojové funkce, které udržují organismus naživu

Vitální funkce

Životně důležitá funkce organických bytostí zahrnuje procesy výživy, interakce a reprodukce. Mnohobuněčné organismy vykazují v rámci svých vitálních funkcí velmi heterogenní procesy.

Pokud jde o výživu, můžeme rozdělit živé bytosti na autotrofy a heterotrofy. Rostliny jsou autotrofní, protože mohou získat vlastní potravu pomocí fotosyntézy. Zvířata a houby musí na druhou stranu aktivně získávat potravu, takže jsou heterotrofní.

Reprodukce je také velmi pestrá. U rostlin a živočichů existují druhy schopné pohlavního nebo asexuálního rozmnožování nebo prezentující obě reprodukční metody.

Příklady

Nejvýznamnějšími mnohobuněčnými organismy jsou rostliny a zvířata. Jakákoliv živá bytost, kterou pozorujeme pouhým okem (bez nutnosti používat mikroskop), jsou mnohobuněčné organismy.

Savec, mořská medúza, hmyz, strom, kaktus, to vše jsou příklady mnohobuněčných bytostí.

Ve skupině hub jsou také mnohobuněčné varianty, jako například houby, které používáme často v kuchyni.

Odkazy

  1. Cooper, G.M., & Hausman, R.E. (2004). Buňka: Molekulární přístup. Medicinska naklada.
  2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Původ mnohobuněčných organismů jako nevyhnutelný důsledek dynamických systémů. Anatomický záznam: Oficiální publikace americké asociace anatomů, 268(3), 327-342.
  3. Gilbert S.F. (2000). Vývojová biologie. Sinauer Associates.
  4. Kaiser, D. (2001). Budování mnohobuněčného organismu. Roční přehled genetiky, 35(1), 103-123.
  5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekulární buněčná biologie . WH freeman.
  6. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Evoluce v historii života a vznik multicellularity. Časopis teoretické biologie, 239(2), 257-272.
  7. Rosslenbroich, B. (2014). O původu autonomie: nový pohled na hlavní změny v evoluci. Springer Science & Business Media.